JP4207788B2 - Injector nozzle hole machining method - Google Patents

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Description

本発明は、インジェクタノズルに複数の微細孔を加工する装置及び加工方法に関し、特に孔径のばらつきの少なく、平滑な溶融面を得ることのできるインジェクタノズルの微細孔加工に関するものである。   The present invention relates to an apparatus and a processing method for processing a plurality of micro holes in an injector nozzle, and more particularly to micro hole processing of an injector nozzle that can obtain a smooth molten surface with little variation in hole diameter.

近年、筒内噴射(Direct Injection)ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンのさらなる低燃費化、排ガスの清浄化および高出力化技術が活発になっている。一般に、内燃機関等の燃料噴射弁等では、バルブの開閉によって、確実に燃料を遮断または適量の流量を流す必要がある。インジェクタノズルはノズルホルダ先端に装着され、高圧燃料がノズルの周辺部に入り、ニードル弁を押し上げて燃料を噴射する。このインジェクタノズルは高温、高圧の厳しい条件のもとで使用されるので、特殊な材料を使用して精密加工で仕上げられておりその内面形状は、燃焼室形状に適した燃料噴霧とするために高仕上げ面が要求されている。   2. Description of the Related Art In recent years, direct injection gasoline engines or diesel engines have become more active in reducing fuel consumption, purifying exhaust gas, and increasing output. In general, in a fuel injection valve or the like of an internal combustion engine or the like, it is necessary to reliably shut off the fuel or flow an appropriate amount of flow by opening and closing the valve. The injector nozzle is mounted at the tip of the nozzle holder, and high-pressure fuel enters the peripheral portion of the nozzle and pushes up the needle valve to inject fuel. Since this injector nozzle is used under severe conditions of high temperature and high pressure, it is finished with precision processing using a special material, and its inner surface shape is a fuel spray suitable for the combustion chamber shape High finish surface is required.

一方、ガソリンエンジンの性能は、噴射されるガソリンの噴射特性に支配されるため、最近ではその均一性が重要となっており、大きさとして40〜100μm径(主として約80μm径)の単孔もしくは多孔における孔開け加工の仕上がり状態は厳格なレベルが要求されている。   On the other hand, since the performance of a gasoline engine is governed by the injection characteristics of the gasoline to be injected, its uniformity has recently become important, with a single hole having a diameter of 40 to 100 μm (mainly about 80 μm) or Strict levels are required for the finished state of drilling in the perforations.

従来、インジェクタノズルの先端部に、円筒状の単孔または多孔を設ける孔開け加工はドリル加工が主流であり、ドリル加工で発生する孔出入口のバリをレーザー光により除去することで、インジェクタノズル孔径のばらつきを抑えることができ、噴射量の安定化及び噴霧のばらつき抑制ができる。   Conventionally, drilling has been the mainstream for drilling to provide a cylindrical single hole or perforation at the tip of the injector nozzle. By removing the burr at the inlet / outlet generated by drilling with a laser beam, the diameter of the injector nozzle hole Variation can be suppressed, and the injection amount can be stabilized and spray variation can be suppressed.

これ以外の加工方法としては、レーザー光、放電加工等の高エネルギー加工方法が一部に採用されている。しかし、これらの方法で均一な円筒形状の微細孔を得るには、母材先端が丸形状であること、さらには出側の溶融物の付着が避けられず、またレーザーの特性から孔の拡大を来たし精度上からも問題があった。   As other processing methods, high energy processing methods such as laser light and electric discharge processing are employed in part. However, in order to obtain uniform cylindrical fine holes by these methods, the tip of the base material must be round, and adhesion of the melt on the exit side is inevitable, and the enlargement of the holes due to the characteristics of the laser There was a problem in terms of accuracy.

このような問題を解決する為、下記に示す特許文献1では、前記レーザー光による入熱側に発生する溶融孔拡大を防止する方法に関し、内外面に温度勾配を付与する方法もしくは、表面に無機質皮膜を配する方法によるレーザー孔開け加工方法が公開されている。しかし、これらの方法も加熱する為のヒータ又は表面に無機質皮膜を配する等の加工工程が増加する。また、溶融により発生するガスや酸化粉塵を吸引することにより加工孔内面への再付着を防止する技術もある。   In order to solve such a problem, Patent Document 1 shown below relates to a method for preventing the expansion of molten holes generated on the heat input side by the laser beam, a method for imparting a temperature gradient to the inner and outer surfaces, or an inorganic material on the surface. A laser drilling method by a method of disposing a film is disclosed. However, these methods also increase the number of processing steps, such as a heater for heating or an inorganic coating on the surface. There is also a technique for preventing reattachment to the inner surface of a processing hole by sucking gas generated by melting or oxidized dust.

このように付着物の防止および均一性の向上のための、溶融物の排出・除去により平滑で表面側での溶融径の拡大をも防止するレーザー孔開け加工技術が望まれている。   As described above, there is a demand for a laser drilling technique for preventing deposits and improving uniformity by discharging and removing a melt and preventing an increase in melt diameter on the surface side.

特開2000−202666号公報JP 2000-202666 A

上記の技術では、インジェクタノズルの微細孔の円筒精度向上を目的にしており、溶融物の排出・除去がしやすい平面の孔開けにおいては問題ないが、インジェクタノズルのように背面の排出体積の小さなワークに対する孔開けにおいては、孔径が小さくなる、孔径がばらつくといった問題が発生する。   The above technique aims to improve the cylindrical accuracy of the fine holes of the injector nozzle, and there is no problem with flat drilling that allows easy discharge and removal of the melt. In drilling a workpiece, there are problems that the hole diameter becomes small and the hole diameter varies.

上記の課題に鑑み、本発明の目的の一つは、孔開け加工のレーザー光とともに燃焼ガスを供給してこのガス流により、溶融部の内部に進行を促進して溶融部を平滑とするレーザー孔開け加工装置及び加工方法に関する。   In view of the above-mentioned problems, one of the objects of the present invention is to supply a combustion gas together with a laser beam for drilling, and to promote the progress inside the melted portion by this gas flow to smooth the melted portion. The present invention relates to a drilling apparatus and a processing method.

上記の目的を満足させる為に、本発明に係るインジェクタノズル孔加工方法は、インジェクタ体の内部に設けられたノズル導路を負圧とし、加工アシストガスをインジェクタ体のレーザー光照射領域に供給し、インジェクタ体にレーザー光を照射してノズル導路に連通するノズル孔をレーザー孔開け加工機を用いて加工するインジェクタノズル孔加工方法において、レーザー孔開け加工機の作動信号を取得して、インジェクタ体内部にかかる負圧を制御することで、レーザー光の照射点に開口した微細孔に所定の負圧範囲内の任意負圧を発生させ、レーザー光で高温に加熱された加工アシストガスの流れを制御し、開口した突端の溶融部から連続的にノズル導路へ吸い出すことで、溶融面を平滑にすることを特徴とする。 In order to satisfy the above object, an injector nozzle hole machining method according to the present invention supplies a machining assist gas to a laser light irradiation region of an injector body with a negative pressure in a nozzle conduit provided inside the injector body. Injector nozzle drilling method that uses a laser drilling machine to process a nozzle hole communicating with the nozzle guide by irradiating a laser beam to the injector body, and obtaining an operation signal of the laser drilling machine, By controlling the negative pressure applied to the inside of the body , an arbitrary negative pressure within a predetermined negative pressure range is generated in the fine hole opened at the laser light irradiation point, and the flow of processing assist gas heated to a high temperature by the laser light Is controlled , and the melted surface is smoothed by continuously sucking out from the melted portion of the open tip to the nozzle guide.

さらに、本発明に係るインジェクタノズル孔加工方法において、所定の負圧範囲は、200mmHg(25.8kPa)以上であることを特徴とする。   Furthermore, in the injector nozzle hole machining method according to the present invention, the predetermined negative pressure range is 200 mmHg (25.8 kPa) or more.

さらに好ましくは、本発明に係るインジェクタノズル孔加工方法において、所定の負荷範囲は、250mmHg(32.2kPa)以上であることを特徴とする。   More preferably, in the injector nozzle hole machining method according to the present invention, the predetermined load range is 250 mmHg (32.2 kPa) or more.

さらにより好ましくは、本発明に係るインジェクタノズル孔加工方法において、所定の負荷範囲は、275mmHg(35.5kPa)以上であることを特徴とする。   Even more preferably, in the injector nozzle hole machining method according to the present invention, the predetermined load range is 275 mmHg (35.5 kPa) or more.

さらに、本発明に係るインジェクタノズル孔加工方法において、加工アシストガスは、ガス供給ノズルを用いてレーザー光照射領域に供給し、ガス供給ノズルの供給穴を通してレーザー光を照射することを特徴とする。   Furthermore, the injector nozzle hole processing method according to the present invention is characterized in that the processing assist gas is supplied to the laser light irradiation region using a gas supply nozzle and irradiated with the laser light through the supply hole of the gas supply nozzle.

さらにまた、本発明に係るインジェクタノズル孔加工方法において、所定の負圧を維持する為に、所定の負圧範囲の任意負圧に維持して吸引する為の第1の吸引維持工程と、貫通後は、レーザー加工中にノズル通路内の負圧が変動することを防ぐ第2の吸引維持工程と、を備えたことを特徴とする。   Furthermore, in the injector nozzle hole machining method according to the present invention, in order to maintain a predetermined negative pressure, a first suction maintaining step for performing suction while maintaining an arbitrary negative pressure within a predetermined negative pressure range; Thereafter, a second suction maintaining step for preventing the negative pressure in the nozzle passage from fluctuating during laser processing is provided.

本発明によればレーザー光による、秒単位の短時間に起こる溶融・凝固の繰り返しに起因する内壁の平滑性を向上させ、さらに均一にして優れた燃料噴射特性を有するインジェクタノズルを、裏孔径が小さくなることなく孔径のばらつきを抑えた円筒状の貫通孔として加工でき、裏面のスパッタを除去できる。   According to the present invention, an injector nozzle having improved fuel injection characteristics that improves the smoothness of the inner wall due to repetition of melting and solidification occurring in a short time in units of seconds by laser light, and has a back hole diameter of It can be processed as a cylindrical through-hole with suppressed variation in hole diameter without being reduced, and spatter on the back surface can be removed.

以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係るインジェクタノズルの微細孔加工装置の概要を示す概要図である。インジェクタ1はインジェクタ固定用治具6に固定され、インジェクタ固定用治具6内部に設けられた流路はインジェクタの内部と負圧計5に接続されている。負圧計5はメインレギュレータ32とサブレギュレータ33と共に真空ポンプ3に接続される。負圧は、メインレギュレータ32で200mmHg以上(例えば400mmHg以下)で好ましくは、270mmHg以上(例えば325mmHg以下)で1次制御されるが、本実施形態では、さらに精度良く負圧を制御する為に、負圧計5の負圧値によりポンプ制御器4が真空ポンプ3及びサブレギュレータ33を制御する構成となっている。また、ポンプ制御器4は、レーザー孔開け加工機20の作動信号を取得して、インジェクタノズル孔30の孔開け時のアシストガス流入増加による圧力変動を低減している。この構成によりさらに好ましい275mmHg以上(例えば325mmHg以下)で制御が可能となっている。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a fine hole machining apparatus for an injector nozzle according to an embodiment of the present invention. The injector 1 is fixed to an injector fixing jig 6, and a flow path provided in the injector fixing jig 6 is connected to the inside of the injector and the negative pressure gauge 5. The negative pressure gauge 5 is connected to the vacuum pump 3 together with the main regulator 32 and the sub-regulator 33. The negative pressure is primary controlled by the main regulator 32 at 200 mmHg or more (for example, 400 mmHg or less), preferably 270 mmHg or more (for example, 325 mmHg or less), but in this embodiment, in order to control the negative pressure more accurately, The pump controller 4 controls the vacuum pump 3 and the sub-regulator 33 according to the negative pressure value of the negative pressure gauge 5. Further, the pump controller 4 obtains an operation signal of the laser drilling machine 20 to reduce pressure fluctuation due to an increase in assist gas inflow when the injector nozzle hole 30 is drilled. With this configuration, it is possible to control at more preferable 275 mmHg or more (for example, 325 mmHg or less).

図2は、本発明の実施形態に係るインジェクタノズルの微細孔加工装置におけるレーザー照射部の拡大図である。このような装置を用いてレーザー光照射によるインジェクタの微細孔加工時に、ノズル通路内を300mmHg以下の負圧にて吸引する。なお、アシストガスはアルゴン(Ar)と約5パーセントの酸素(O)の混合ガスを使用しているが、ArのみでもあるいはOのみ、Nのみでも同様の効果が得られる。さらに、アシストガスは、0.2MPaに加圧されている。 FIG. 2 is an enlarged view of a laser irradiation unit in the fine hole machining apparatus for an injector nozzle according to the embodiment of the present invention. Using such an apparatus, the inside of the nozzle passage is sucked with a negative pressure of 300 mmHg or less during the micro-hole processing of the injector by laser light irradiation. The assist gas uses a mixed gas of argon (Ar) and about 5 percent oxygen (O 2 ), but the same effect can be obtained with Ar alone, O 2 alone, or N 2 alone. Furthermore, the assist gas is pressurized to 0.2 MPa.

アシストガスの目的は、溶融金属の酸化防止と、過度な溶融を防ぐことであり、レーザー孔開け加工で生じる温度むらを低減する働きがある。さらに、アシストガスにより溶融物の付着を防止すると同時に溶融によって発生する燃焼ガスや酸化粉塵を吸引することによって加工孔内面への再付着を防止する。すなわち、アシストガス及び燃焼ガスを高速に吸引することによって不要な溶融物の排除を促進するものである。   The purpose of the assist gas is to prevent oxidation of the molten metal and to prevent excessive melting, and to reduce the temperature unevenness caused by laser drilling. Further, the adhesion of the melt is prevented by the assist gas, and at the same time, the combustion gas and the oxidized dust generated by the melting are sucked to prevent the adhesion to the inner surface of the processing hole. That is, the removal of unnecessary melt is promoted by sucking the assist gas and the combustion gas at high speed.

本実施形態で加工するのインジェクタノズルの仕様および加工条件としては、次の通りとした。具体的には、インジェクタノズル材質はSUSまたはSCM(ニッケルクロムモリブデン鋼)とし、ノズル径はD=φ8mm、t(肉厚)=1.2mm、ノズル微細孔数は6〜30孔で50〜150μmの多孔ノズルである。   The specifications and processing conditions of the injector nozzle processed in this embodiment are as follows. Specifically, the injector nozzle material is SUS or SCM (nickel chromium molybdenum steel), the nozzle diameter is D = φ8 mm, t (thickness) = 1.2 mm, and the number of fine nozzle holes is 6-30 holes, 50-150 μm. This is a multi-hole nozzle.

図3は、本発明の実施形態に係るレーザー孔開け加工機の概要を示す概要図である。レーザーにはYAG−SHGレーザーを使用し、レーザー出力は20wクラスで、レーザー光径はφ20μmである。制御盤16からの指令により電源15が作動すると共に作動信号がポンプ制御器へ送られる。次に、連続、好ましくはパルスとして発振され、絞り13及び出力ミラー12で照射に適したレーザー光として調整される。レーザー発振器18からレーザー光が折り返されシャッター14を開けることで反射ミラー9に送られ90度曲げられる。この反射ミラー9の上部には観察用の顕微鏡10がフィルタ11を介して設けられ、加工部をモニターしている。一方、加工用レーザー光は、集光レンズ8を通って小径高エネルギー化されインジェクタ1に照射される。   FIG. 3 is a schematic diagram showing an overview of a laser drilling machine according to an embodiment of the present invention. A YAG-SHG laser is used as the laser, the laser output is 20 w class, and the laser beam diameter is φ20 μm. In response to a command from the control panel 16, the power supply 15 is activated and an activation signal is sent to the pump controller. Next, it oscillates continuously, preferably as a pulse, and is adjusted as laser light suitable for irradiation by the diaphragm 13 and the output mirror 12. The laser light is turned back from the laser oscillator 18 and the shutter 14 is opened, so that it is sent to the reflection mirror 9 and bent 90 degrees. An observation microscope 10 is provided above the reflection mirror 9 via a filter 11 to monitor a processing portion. On the other hand, the processing laser light passes through the condenser lens 8 and has a small diameter and high energy, and is irradiated onto the injector 1.

また、レーザー照射は、短時間周期のパルス状で照射することで照射部が溶融し、さらに溶融部の表面が蒸発して表皮部分が微少量除去される。この処理を繰り返すことにより孔開が可能となる。   Further, in the laser irradiation, the irradiation part is melted by irradiating in a pulse form with a short cycle, and the surface of the melting part is evaporated to remove a minute amount of the skin part. By repeating this process, holes can be formed.

図4の(a),(b),(c)は、本発明の実施形態に係るインジェクタノズル微細孔開け工程を示す微細孔の模式図である。なお、レーザー光は約10秒間照射してインジェクタノズルの孔開け加工を行っている。   (A), (b), and (c) of FIG. 4 are schematic views of the fine holes showing the injector nozzle fine hole making process according to the embodiment of the present invention. The laser beam is irradiated for about 10 seconds to make a hole in the injector nozzle.

(a)は、レーザー孔開け加工を開始した状態を示す。レーザー光とアシストガスによりレーザー光照射部分から溶融が始まり高温の溶融物2が発生し、アシストガスのOと反応し、さらにレーザー光照射部分が高温になりレーザー光方向に表面が蒸発して微少量除去と溶融が繰り返して進む。この時、インジェクタ1の内部では吸引され、負圧となっている。しかし、この時の負圧は加工に影響しないため、急速減圧が可能な負圧手段があれば、この工程でインジェクタ内部を負圧にしなくても良い。 (A) shows the state which started laser drilling. The laser beam and the assist gas start melting from the laser beam irradiation part to generate a high-temperature melt 2 and react with O 2 of the assist gas, and the laser beam irradiation part becomes hot and the surface evaporates in the laser beam direction. Minute removal and melting are repeated. At this time, the inside of the injector 1 is sucked and has a negative pressure. However, since the negative pressure at this time does not affect the machining, if there is a negative pressure means capable of rapid pressure reduction, the inside of the injector need not be made negative in this step.

(b)は、レーザー孔開け加工により、入口側から出口側まで溶融が進行した状態を示す。溶融が出口側まで進行すると、吸引による負圧で溶融物2がインジェクタ1の内部方向に吹き飛び、高温になったアシストガスと共に出口側の溶融がさらに進行する。このようにしてインジェクタ裏面のスパッタを除去できる。なお、本実施形態では、負圧の制御を精度良く行うために、(a)から負圧とした。   (B) shows a state in which melting has progressed from the inlet side to the outlet side by laser drilling. When the melting proceeds to the outlet side, the melt 2 blows off toward the inside of the injector 1 due to the negative pressure due to suction, and the melting on the outlet side further proceeds together with the high-temperature assist gas. In this way, the spatter on the back surface of the injector can be removed. In the present embodiment, the negative pressure is set to (a) in order to accurately control the negative pressure.

(c)は、レーザー孔開け加工がさらに進行した状態を示す。レーザー光により高温になったアシストガスがインジェクタ1内からの吸引によりさらに増速する。高温、高速なアシストガスにより溶融部2を吹き飛ばすと共に溶融面が円筒状に平滑化される。溶融物2は、吸引によりインジェクタ1の内部に付着せず真空ポンプ3によりインジェクタ1の外部に排出される。もちろん負圧計5の前段にはフィルタがあり、溶融物2が冷えて固化した酸化粉塵を回収するのは言うまでもない。   (C) shows a state in which laser drilling has further progressed. The assist gas heated to a high temperature by the laser beam is further accelerated by suction from the inside of the injector 1. The molten part 2 is blown off by the high-temperature and high-speed assist gas, and the molten surface is smoothed into a cylindrical shape. The melt 2 does not adhere to the inside of the injector 1 by suction and is discharged to the outside of the injector 1 by the vacuum pump 3. Of course, there is a filter in the front stage of the negative pressure gauge 5, and it goes without saying that the oxide dust that the melt 2 has cooled and solidified is recovered.

図5は、本発明の実施形態に係るインジェクタ内部の負圧と孔径、孔径のばらつき(標準偏差)の関係を示す模式図である。横軸に負圧、左縦軸に孔径のばらつきを示す標準偏差、右軸に孔径を示す。レーザー光の照射時間は10秒とし、孔径の測定方法は、顕微鏡10により孔の縦横の直径を測定して平均し、1つの孔の孔径を求める。さらに、負圧を大気圧から少しずつ減圧して約500mmHgまで圧力を減圧し、同一負圧時における各10個の孔径と孔径のばらつきを標準偏差により求めた。   FIG. 5 is a schematic diagram showing the relationship between the negative pressure inside the injector, the hole diameter, and the variation (standard deviation) in the hole diameter according to the embodiment of the present invention. The horizontal axis represents negative pressure, the left vertical axis represents standard deviation indicating variation in hole diameter, and the right axis represents hole diameter. The irradiation time of the laser beam is 10 seconds, and the hole diameter is measured by measuring the vertical and horizontal diameters of the holes with the microscope 10 and averaging them to obtain the hole diameter of one hole. Further, the negative pressure was gradually reduced from atmospheric pressure to about 500 mmHg, and each of the 10 pore diameters and the dispersion of the pore diameters at the same negative pressure was determined by standard deviation.

測定によると、大気圧時では孔径が48μm、標準偏差が3.5であったが、圧力を下げていくと孔径は大きくなり、孔径の標準偏差は、減圧と共に減少し、約300mmHgで孔径57μm、標準偏差が1.7になる。標準偏差の減少が停止して逆に増加し400mmHgになると標準偏差は2に増加し500mmHgではさらに2.2となる。この事から、負圧は300mmHgを中心とする少なくとも100mmHg以内であれば、ばらつきの少ない孔径を得ることができ、孔径は55μmとなる。さらに、負圧を制御して約300mmHgを中心に25mmHg以内であればさらに標準偏差は1.7となる。   According to the measurement, the pore diameter was 48 μm at atmospheric pressure and the standard deviation was 3.5. However, as the pressure was lowered, the pore diameter increased, and the standard deviation of the pore diameter decreased with decreasing pressure, and the pore diameter was 57 μm at about 300 mmHg. The standard deviation is 1.7. When the decrease of the standard deviation stops and increases to 400 mmHg, the standard deviation increases to 2, and further increases to 2.2 at 500 mmHg. From this, if the negative pressure is at least 100 mmHg centering on 300 mmHg, a hole diameter with little variation can be obtained, and the hole diameter is 55 μm. Furthermore, if the negative pressure is controlled and within about 300 mmHg and within 25 mmHg, the standard deviation is 1.7.

このように、負圧にすることによりガス流れが良くなり、孔径ばらつきが抑制される。従って、負圧が増加しても(500mmHgとなっても)、ばらつきは基本的に増加しない。300mmHgから500mmHgにおいてばらつきが大きくなったのは、n数が10と少ない為、異常値に影響されて起きたと考えられる。メカニズムからは300mmHgからその効果がサチレートすると予想され、負圧をそれ以上にする必要はない。   Thus, the negative pressure improves the gas flow and suppresses variation in the hole diameter. Therefore, even if the negative pressure increases (becomes 500 mmHg), the variation does not increase basically. The reason why the variation increased from 300 mmHg to 500 mmHg is considered to be caused by the abnormal value because the n number is as small as 10. From the mechanism, the effect is expected to be saturated from 300 mmHg, and the negative pressure does not need to be increased further.

以上の結果から本実施形態では、インジェクタ1の内部を減圧し、高温、高速なアシストガスにより孔径のばらつき低下と、平滑な溶融面を得ることができるという効果がある。本実施形態では、減圧によるインジェクタノズル孔開け加工方法を用いたが、平板に背面ら局所的に負圧にして孔開けをする方法もある。また別の方法として、アシストガスをさらに加圧してインジェクタノズルの孔開け加工をする方法もあることは言うまでもない。   From the above results, the present embodiment has an effect that the inside of the injector 1 is decompressed, and the hole diameter variation is reduced and a smooth molten surface can be obtained by a high-temperature, high-speed assist gas. In the present embodiment, the injector nozzle drilling method using reduced pressure is used, but there is also a method in which a negative pressure is locally applied to the flat plate from the back side. As another method, it goes without saying that there is a method of further pressurizing the assist gas to make a hole in the injector nozzle.

本発明の実施形態に係るインジェクタノズルの微細孔加工装置の概要を示す概要図である。It is an outline figure showing an outline of a fine hole processing device of an injector nozzle concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るインジェクタノズルの微細孔加工装置におけるレーザー照射部の拡大図である。It is an enlarged view of the laser irradiation part in the fine hole processing apparatus of the injector nozzle which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るレーザー孔開け加工機の概要を示す概要図である。It is a schematic diagram showing an outline of a laser drilling machine according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るインジェクタノズル微細孔開け工程を示す微細孔の拡大図である。It is an enlarged view of the fine hole which shows the injector nozzle fine hole drilling process which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るインジェクタ内部の負圧と孔径、孔径のばらつき(標準偏差)の関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the negative pressure inside the injector which concerns on embodiment of this invention, a hole diameter, and the dispersion | variation (standard deviation) of a hole diameter.

符号の説明Explanation of symbols

1 インジェクタ、2 溶融物、3 真空ポンプ、4 ポンプ制御器、5 負圧計、6 インジェクタ固定用治具、7 アシストガスノズル、8 集光レンズ、9 反射ミラー、10 顕微鏡、11 フィルタ、12 出力ミラー、14 シャッター、15 電源、16 制御盤、18 レーザー発振器、20 レーザー孔開け加工機、30 インジェクタノズル孔、31 排気口、32 メインレギュレータ、33 サブレギュレータ。   1 injector, 2 melt, 3 vacuum pump, 4 pump controller, 5 negative pressure gauge, 6 injector fixing jig, 7 assist gas nozzle, 8 condenser lens, 9 reflecting mirror, 10 microscope, 11 filter, 12 output mirror, 14 shutter, 15 power supply, 16 control panel, 18 laser oscillator, 20 laser drilling machine, 30 injector nozzle hole, 31 exhaust port, 32 main regulator, 33 sub-regulator.

Claims (6)

インジェクタ体の内部に設けられたノズル導路を負圧とし、加工アシストガスをインジェクタ体のレーザー光照射領域に供給し、インジェクタ体にレーザー光を照射してノズル導路に連通するノズル孔をレーザー孔開け加工機を用いて加工するインジェクタノズル孔加工方法において、
レーザー孔開け加工機の作動信号を取得して、インジェクタ体内部にかかる負圧を制御することで、レーザー光の照射点に開口した微細孔に所定の負圧範囲内の任意負圧を発生させ、レーザー光で高温に加熱された加工アシストガスの流れを制御し、開口した突端の溶融部から連続的にノズル導路へ吸い出すことで、溶融面を平滑にすることを特徴とするインジェクタノズル孔加工方法。
The nozzle conduit provided inside the injector body is set to a negative pressure, processing assist gas is supplied to the laser light irradiation area of the injector body, and the nozzle hole communicating with the nozzle conduit by irradiating the injector body with laser light is laser In the injector nozzle hole machining method for machining using a hole drilling machine ,
By acquiring the operation signal of the laser drilling machine and controlling the negative pressure applied to the inside of the injector body , an arbitrary negative pressure within a predetermined negative pressure range is generated in the fine hole opened at the irradiation point of the laser beam. Injector nozzle hole characterized by smoothing the melt surface by controlling the flow of processing assist gas heated to high temperature with laser light and sucking continuously from the melted part of the open tip to the nozzle guide Processing method.
請求項1に記載のインジェクタノズル孔加工方法において、
所定の負圧範囲は、200mmHg(25.8kPa)以上であることを特徴とするインジェクタノズル孔加工方法。
The injector nozzle hole machining method according to claim 1,
The injector nozzle hole machining method, wherein the predetermined negative pressure range is 200 mmHg (25.8 kPa) or more.
請求項2に記載のインジェクタノズル孔加工方法において、
所定の負荷範囲は、250mmHg(32.2kPa)以上であることを特徴とするインジェクタノズル孔加工方法。
The injector nozzle hole machining method according to claim 2,
The injector nozzle hole machining method, wherein the predetermined load range is 250 mmHg (32.2 kPa) or more.
請求項3に記載のインジェクタノズル孔加工方法において、
所定の負荷範囲は、275mmHg(35.5kPa)以上であることを特徴とするインジェクタノズル孔加工方法。
In the injector nozzle hole machining method according to claim 3,
The injector nozzle hole machining method, wherein the predetermined load range is 275 mmHg (35.5 kPa) or more.
請求項1に記載のインジェクタノズル孔加工方法において、
加工アシストガスは、ガス供給ノズルを用いてレーザー光照射領域に供給し、ガス供給ノズルの供給穴を通してレーザー光を照射することを特徴とするインジェクタノズル孔加工方法。
The injector nozzle hole machining method according to claim 1,
A processing nozzle gas is supplied to a laser beam irradiation region using a gas supply nozzle, and the laser beam is irradiated through a supply hole of the gas supply nozzle.
請求項1から5のいずれか1項に記載のインジェクタノズル孔加工方法において、
所定の負圧を維持する為に、所定の負圧範囲の任意負圧に維持して吸引する為の第1の吸引維持工程と、
貫通後は、レーザー加工中にノズル通路内の負圧が変動することを防ぐ第2の吸引維持工程と、
を備えたことを特徴とするインジェクタノズル孔加工方法。
In the injector nozzle hole machining method according to any one of claims 1 to 5,
A first suction maintaining step for maintaining and sucking at an arbitrary negative pressure within a predetermined negative pressure range in order to maintain the predetermined negative pressure;
After the penetration, a second suction maintaining step for preventing the negative pressure in the nozzle passage from fluctuating during laser processing;
An injector nozzle hole machining method comprising:
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